（文/程文智）機器視覺這個概念提出來已經(jīng)有好多年了，一開始并沒有如開始人們所預想的那樣增長迅速。不過，2021年，機器視覺市場增速還不錯，據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露，2021年增長了30%左右，主要原因是隨著社會的發(fā)展，消費的升級，工業(yè)生產(chǎn)過程中，對產(chǎn)品的良率、質(zhì)量標準有所提高，加上現(xiàn)在工人并不好招，以及疫情的影響，更多的高精度組裝、檢測等需求釋放出來了。

在國內(nèi)，人口老齡化問題越來越突出，人工成本越來越高，加上國家越來越注重智能制造的發(fā)展，為高端裝備、人工智能、及自動化生產(chǎn)領域發(fā)布了各項政策規(guī)劃，支持智能制造行業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)和市場擴展。而高端裝備制造、人工智能和自動化生產(chǎn)行業(yè)都是機器視覺技術(shù)的主要應用場景。

機器視覺行業(yè)現(xiàn)狀及市場格局
正是在這些因素的推動下，國內(nèi)的機器視覺行業(yè)也得到了不錯的發(fā)展機會。從國內(nèi)企業(yè)數(shù)量上來看，2010年國內(nèi)機器視覺企業(yè)僅有60家，隨著國內(nèi)對自主技術(shù)產(chǎn)權(quán)的不斷研究，以及在光源、相機等領域的不斷摸索，在2019年時，國內(nèi)機器視覺企業(yè)數(shù)量達到819家的峰值，2020年回落至637家，但相比2010年來說，仍然有10多倍的增長。

根據(jù)中國機器視覺產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟統(tǒng)計，國內(nèi)機器視覺行業(yè)以中小企為主，主要集中在銷售額1~ 3千萬范圍，占31.8%；1千萬以下銷售額的企業(yè)占比為19.8%；3~5千萬銷售額的企業(yè)占比13.2%；5千萬~1億元銷售額的企業(yè)占比18.7%；1億元以上銷售額的企業(yè)僅占16.5%。從區(qū)域分布來看，機器視覺企業(yè)聚集較為集中，主要分布在廣東省（27.01%）、江蘇省(15.88%)、山東省(7.73%)、浙江省(7.63%)、上海市(4%)。

可以明顯地看到，中國市場已成為全球機器視覺市場規(guī)模增長最快的市場之一。根據(jù)中國機器視覺產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的統(tǒng)計，中國機器視覺行業(yè)的銷售額從2018年的101.8億元增長至 2020 年的144.20 億元，復合增長率達 19.02% 。得益于宏觀經(jīng)濟回暖、新基建投資增加、數(shù)據(jù)中心建設加速、制造業(yè)自動化推進等因素，預計2020年至2023年，中國機器視覺行業(yè)的銷售額將以27.15% 的復合增長率增長，至2023年銷售額將達296.00億元。

從全球市場規(guī)模來看，據(jù)Markets and Markets 統(tǒng)計， 2015 年至 2020 年，全球機器視覺器件市場以 13.83% 的復合增長率增長，市場規(guī)模至2020 年達到 107 億美元；2021年市場規(guī)模約為110億美元，預計2022 年至 2025 年，全球機器視覺器件市場規(guī)模將以6.56%的復合增長率增長，至2025 年市場規(guī)模將達147 億美元。

機器視覺以視覺器件、可配置視覺系統(tǒng)和智能視覺裝備等形態(tài)服務各產(chǎn)業(yè)應用，已經(jīng)被廣泛應用于新型顯示、消費電子、印刷包裝、新能源等眾多行業(yè)，成為這些行業(yè)必不可少的數(shù)字化和智能化變革的支撐。

從企業(yè)方面來看，目前在機器視覺領域比較知名的企業(yè)有美國的康耐視、德國的巴斯勒和伊斯拉視像、日本的基恩士和歐姆龍等，國內(nèi)有從3D攝像機切入的梅卡曼德、深視智能，以及奧普特、天準科技、矩子科技和即將登陸科創(chuàng)板的凌云光。

從市場競爭格局方面來看，國外廠商具有較強的設計、研發(fā)和制造能力，視覺系統(tǒng)領域長期由基恩士、康耐視等廠商主導。國內(nèi)機器視覺行業(yè)起步較晚，最早國內(nèi)廠商主要代理國外廠商的機器視覺產(chǎn)品。隨著技術(shù)和經(jīng)驗的積累，部分國內(nèi)廠商開始推出自有品牌的產(chǎn)品，加上國內(nèi)廠商能夠提供本地化的定制化服務，供貨周期也比較靈活，市場份額開始逐年增長。

但從銷售額來看，國內(nèi)前幾大機器視覺企業(yè)包括基恩士、康耐視、凌云光、YoungWooDSP、ISRA VISION、中國大恒集團有限公司北京圖像視覺技術(shù)分公司、天準科技、奧普特科技、寶視納視覺技術(shù)、矩子科技等。


機器視覺產(chǎn)業(yè)鏈
機器視覺行業(yè)的上游包括相機、鏡頭、光源等硬件及算法軟件。相機是包含完整的機器視覺組成功能模塊（光源可自帶或借用外部光源），能獨立完成機器視覺信息處理的全流程，為系統(tǒng)輸出有效信息；鏡頭是機器視覺圖像采集部分重要的成像部件，其作用是把被攝物體成像于攝像機內(nèi)的感光元件上；光源對于機器視覺中的圖像采集部分具有重要影響，為場景提供合適的照明，突出目標的圖像特征并與背景圖像分離；機器視覺算法與軟件緊密結(jié)合，軟件平臺是實現(xiàn)機器視覺算法的載體，使機器視覺在處理數(shù)據(jù)量和實時檢測效率性能上不斷地突破，匹配工業(yè)智能發(fā)展的需求。

一般來說，機器視覺行業(yè)的算法庫由OpenCV等開源視覺算法庫，和Vision Pro（美國康耐視公司）、Halcon（德國MVTec公司）、VisionWare（凌云光）等第三方商業(yè)付費算法庫組成。因算法庫開發(fā)周期長、投入大，業(yè)內(nèi)公司通常基于開源算法庫開發(fā)自身應用算法，或自主開發(fā)與第三方集成并舉，較少公司完全自主開發(fā)底層算法。為提高效率與降低成本，集成第三方成熟工具包作為輔助開發(fā)手段是比較常見的方式。

根據(jù)凌云光招股書的介紹，圖像核心算法的具體衡量指標主要包括圖像增強算法效率、定位算法性能和之別算法性能。從對比數(shù)據(jù)來看，其實各家都有自己擅長的點。

機器視覺行業(yè)的中游為視覺系統(tǒng)與智能裝備。視覺系統(tǒng)包含獨立完整的成像單元（光源、鏡頭、相機）和相應的算法軟件，集圖像采集、處理與通信功能于一身，可以靈活的進行配置和控制，適應各種復雜的應用，具有多功能、模塊化、高可靠性等特點。智能裝備以機器視覺的感知能力和分析決策能力為核心，在視覺系統(tǒng)的基礎上加入了自動化和智能化的功能，將設計、生產(chǎn)、檢測過程集成閉環(huán)，可實現(xiàn)多種功能。

機器視覺行業(yè)的下游為各行業(yè)集成應用和服務。下游應用行業(yè)的發(fā)展決定了機器視覺裝備及服務的市場需求量，目前下游應用領域以電子制造為主，其次為汽車、醫(yī)藥、印刷包裝等領域。下游產(chǎn)業(yè)豐富多樣，集成服務更加有的放矢，面向應用市場才能更加蓬勃。
主要應用領域

機器視覺有一個好處就是拓展不受行業(yè)的限制，應用范圍非常廣，無論是在哪個行業(yè)，只要是需要檢測、定位、測量和識別的地方，都可以使用機器視覺。目前機器視覺技術(shù)主要應用在以下幾個領域：
1 ）消費電子是機器視覺主要應用領域
消費電子具有技術(shù)革新迅速、產(chǎn)品迭代快等特性，消費者對消費電子的質(zhì)量需求推動了消費電子產(chǎn)品需要通過更高效、更精細的機器視覺檢測技術(shù)以提升產(chǎn)能和質(zhì)量。

目前，中國已經(jīng)成為全球最大的消費電子產(chǎn)品研發(fā)和制造基地。在消費電子產(chǎn)業(yè)鏈上，機器視覺技術(shù)已經(jīng)基本覆蓋從元器件、部件和成品全制造環(huán)節(jié)的自動化及品質(zhì)檢測與量測。此外，機器視覺在連接器檢測、PCB 檢查、 SMT 、硬盤檢測、元器件在線分類篩選、二維碼讀取等場景的應用滲透率也逐步提高。

2 ）新型顯示領域的機器視覺應用增長空間巨大
新型顯示是機器視覺重要的應用領域。在新型顯示領域，機器視覺技術(shù)作為非接觸、高精度、高速度的生產(chǎn)、檢測技術(shù)手段，已被廣泛應用于各類型的新型顯示的生產(chǎn)過程中。國產(chǎn)顯示面板廠商出于成本和供應鏈安全的考慮更傾向于與國產(chǎn)供應鏈廠商，機器視覺市場的國產(chǎn)普及率將有所提高，這將利好國產(chǎn)機器視覺廠商。

3 ）印刷包裝成為機器視覺應用的重要增長點
包裝行業(yè)對印刷品質(zhì)要求較高，包裝印刷廠須具備獨特的技術(shù)和質(zhì)量優(yōu)勢方能滿足該行業(yè)對質(zhì)量和色彩的特殊要求。當前印刷機最快生產(chǎn)速度已達800m/min ，且檢測精度高，已超出人眼識別極限，現(xiàn)有人工檢測已無法滿足要求，因此必須采用高速、高精度、一致性和穩(wěn)定性的機器視覺檢測設備才能保障印刷質(zhì)量。

4）機器視覺已被廣泛應用于半導體檢測
在半導體領域，機器視覺已被應用于半導體外觀缺陷、尺寸、數(shù)量、平整度、距離、定位、校準、焊點質(zhì)量、彎曲度等檢測，廣泛應用于晶圓制造和封裝測試中的檢測、定位、切割和封裝過程。隨著中國半導體產(chǎn)業(yè)的興起，半導體技術(shù)的更新?lián)Q代，未來國產(chǎn)半導體視覺裝備必然會得到廣泛應用，中國本土企業(yè)的發(fā)展巨大。

此外，機器視覺還在新能源汽車、光伏等新能源領域、以及工業(yè)機器人、掃地機器人等領域都有廣泛的應用。

機器視覺行業(yè)發(fā)展趨勢
1 ）應用領域持續(xù)拓寬
經(jīng)過一段時間的普及與推廣，機器視覺應用范圍逐漸擴大。目前，機器視覺的應用范圍已從最初的消費電子等領域，逐步拓展至印刷包裝、汽車、運輸、醫(yī)療等領域。預計未來，除了傳統(tǒng)的應用領域外，在AI 、自動駕駛、人臉識別等新興技術(shù)興起的帶動下，機器視覺將進一步拓寬應用領域。

2 ）嵌入式視覺應用持續(xù)增長
嵌入式視覺系統(tǒng)是指在嵌入式系統(tǒng)中使用機器視覺技術(shù)，是嵌入式系統(tǒng)和機器視覺兩種技術(shù)的整合，可獨立完成從接收光信號到系統(tǒng)輸出的整個信號處理過程。處理能力、存儲器密度和系統(tǒng)集成度的提升，促進了嵌入式視覺在傳統(tǒng)和新興應用領域的滲透。未來，得益于越來越多的行業(yè)應用程序的支持，嵌入式視覺將被更廣泛地應用在自動駕駛等領域新興領域。

3）2D 機器視覺向 3D 機器視覺升級
相比2D機器視覺，3D機器視覺具有顯著優(yōu)勢，例如測量速度快、精度高、抗干擾能力強、操作簡便等，能有效解決2D機器視覺對于高度、厚度、體積、平面度等測量因素缺失的問題。3D視覺技術(shù)的突破，將進一步推動視覺技術(shù)在高端場景的應用，傳統(tǒng)的2D機器視覺將快速向3D機器視覺升級，推動機器視覺市場持續(xù)增長。

結(jié)語
雖然國內(nèi)企業(yè)進入機器視覺行業(yè)的時間比較晚，但相對國外企業(yè)來說，他們更具有市場優(yōu)勢，目前我國智能制造發(fā)展程度還不高，工業(yè)數(shù)字自動化普及的程度也不高。隨著未來我國工業(yè)制造領域的自動化和智能化程度的加深，機器視覺將會得到更加廣闊的發(fā)展空間。橫向上，機器視覺可以用在更多的行業(yè)領域；縱向上，機器視覺在現(xiàn)有領域的深度拓展將會帶來新的行業(yè)增長。